5  计数测频电路软件设计 26

5.1  CPLD的程序设计 26

5.1.1  CPLD功能分析 26

5.1.2  CPLD开发过程 27

5.1.3  CPLD调试 31

5.2   单片机程序设计 33

5.2.1  单片机功能分析 33

5.2.2  AVR开发过程 37

5.2.3  AVR调试 39

5.3. 计数测频电路调试及实验 40

5.3.1 接收器及整形电路测试 40

5.3.2 仿真设计 41

5.3.3 输入信号产生及调试 42

5.3.4 整体调试实验 43

5.3.5 实验结果分析 46

6.转速测量系统整体硬件平台实验 47

6.1 实验硬件平台搭建 47

6.1.1 平台搭建考虑因素 47

6.1.2 平台搭建整体图 47

6.2 实验结果及分析 48

6.3 实验结论 53

结论 54

致谢 55

参考文献 56

附录A 电路原理图 58

附录B   PCB板图 59

附录C  电路板实物图 60 

1  绪论

1.1  课题背景及意义

电机是电能的生产、输送、变换与利用中的核心设备。电机因便于大量生产、集中管理、远距离输送与自动控制，而成为现代社会最主要的能源。自十九世纪以来，电机一直在人类文明进程中发挥着重要作用。特别是从20世纪60年代以来，随着原材料性能和制造工艺水平的提高，设计实验实验方法的改进与完善，通过与各种高新技术的发展想结合，电机得到了很快的发展，不仅在国民经济各行业中发挥着重要作用，而且满足了人们生活中日益增多的各种各样的需要。因此电机将会得到更大的发展[1]。

随着电机应用的不断普及，如何更有效地控制电机使得其满足不同场合下的需求就显得极为重要。一般来说，所有的电机控制领域，都会涉及到电机转速测量，利用控制转速来进行对电机的控制。

图1.1  电机外形图

电机转速作为电机最重要的一项技术指标，具有很高的研究价值。比如在发动机、机床主轴等各种旋转设备的运行和控制过程中，经常需要得到其转速和转矩等参量值，这些参量都可以基于转速值得出。由此可知，电机转速的测量具有很重要的理论和实际应用价值。

另一方面，随着工业化飞速发展，国际能源问题日趋严重，在这样的大形势下，提高能源利用效率是必要的。作为应用最为广泛的一种机器，电机效率的提高将会对节约能源产生很大的帮助作用。以我国来说，电机效率每提高一个百分点，我国将会节约一百亿度电力，这将对能源和环境有很大的益处。

对于非内置转速测量系统的电机，我们可以采用外置式转速测量系统，从而对电机转速进行实时监测。该设计操作方便，结构简单，测量结果十分准确。